検索対象:     
報告書番号:
※ 半角英数字
 年 ~ 
 年

Introduction of vacancy drag effect to first-principles-based rate theory model for irradiation-induced grain-boundary phosphorus segregation

照射誘起粒界リン偏析に対する第一原理レート理論モデルへの空孔ドラッグ効果の導入

海老原 健一; 鈴土 知明; 山口 正剛; 西山 裕孝

Ebihara, Kenichi; Suzudo, Tomoaki; Yamaguchi, Masatake; Nishiyama, Yutaka

原子炉圧力容器鋼における脆化元素であるリンの粒界偏析に対する空孔ドラッグ効果の影響を調べるため、空孔とリン原子のすべての結合状態に関する原子素過程を考慮したキネティックモンテカルロシミュレーションによって部分拡散係数を評価し、それらを組み入れたレート理論モデルで中性子照射された圧力容器鋼における粒界リン偏析をシミュレーションした。その結果、空孔ドラッグ効果によって粒界にリンが輸送されることを確認した。また、空孔とリン原子の最近接結合状態のみを考えた場合、理論解析で導いた部分拡散係数を使った時には現れなかった空孔ドラッグ効果が現れることがわかった。さらに、空孔ドラッグ効果とは関係なく、粒界リン偏析がリンを輸送する空孔機構によって抑制されることがわかった。この結果は、計算モデルを高度化することで、圧力容器鋼における不純物拡散偏析現象の理解を深めたものである。なお、本内容は国際会議での発表内容を詳細にまとめたものである。

In order to examine the vacancy drag effect on phosphorus segregation at grain-boundaries, we estimated partial diffusion coefficients by kinetic Monte Carlo simulations considering atomic transitions for all the binding states of a phosphorus atom and a vacancy, and incorporated them into a rate theory model to simulate grain-boundary phosphorus coverage in neutron-irradiated reactor pressure vessel steels. As a result, it was confirmed that phosphorus atoms are transported to grain-boundaries by the vacancy drag effect. We found that the vacancy drag effect occurs even when only the first-nearest-neighbor binding states are considered, though it does not occur if the partial diffusion coefficients are obtained through the expression derived by theoretical analysis. In addition, we found that grain-boundary phosphorus segregation is suppressed by the vacancy mechanism of phosphorus transport regardless of the vacancy drag effect.

Access

:

- Accesses

InCites™

:

パーセンタイル:46.51

分野:Materials Science, Multidisciplinary

Altmetrics

:

[CLARIVATE ANALYTICS], [WEB OF SCIENCE], [HIGHLY CITED PAPER & CUP LOGO] and [HOT PAPER & FIRE LOGO] are trademarks of Clarivate Analytics, and/or its affiliated company or companies, and used herein by permission and/or license.